微电网保护系统的设计与实现

微电网中存在多个分布式电源,将会导致传统的阶段式过电流保护无法正常工作。为解决微电网中的继电保护问题,设计了一种以工业控制计算机为核心的实验室微电网保护系统。该系统利用数据采集卡快速地完成数据采集,并根据故障后电压参数的变化以及故障方向等情况,对故障类型及故障区域进行判断,切除故障,对并网运行和孤岛运行模式下发生短路故障的微电网都能起到保护的作用。以实验室微电网为例对微电网保护算法做了简要说明,并阐述保护系统的硬件结构和软件流程,分析保护系统的可行性。     

微电网的动态特性及控制策略分析

整合多种分布式能源所形成的微电网在不久的将来必将受到更大的关注。对微电网相关领域的最新发展和研究成果进行了综述,描述了微电网逆变器的建模方法,分析了建模方法对微电网动态特性分析精度的影响。根据微电网的不同运行模式,分析微电网在并网运行模式、独立运行模式以及并网运行与独立运行切换的过渡过程的动态特性及控制策略,指出了目前微电网动态特性分析与控制研究中存在的问题,探讨微电网研究的发展方向,为微电网控制策略的设计提供了文献基础。     

微电网技术应用于主动配电网的分析与展望

为了适应大规模分布式清洁能源并入配电网,可采用先进电网技术将分布式能源集成为微电网后接入至主动配电网,从而使电网运营在最佳模式。在对主动配电网以及微电网相关概念加以叙述的基础上,首先从并入至主动配电网的微电网结构、规划设计和控制方式等角度入手,详细论述了微电网技术是如何应用于主动配电网的,随后全方位分析了微电网并入主动配电网后给电网可靠性、电能质量以及管理、经济、环境和社会等层面带来的效用,最后探讨了该技术未来在主动配电网领域中的应用。     

微电网系统控制器研究

分布式新能源以及就地负荷组成微电网,微电网系统可以提高新能源的利用率以及重要负荷的供电可靠性。本文结合国家电网公司微电网示范工程,对微电网系统进行了系统级仿真：分别建立了光伏发电系统、直驱风机发电系统以及蓄电池储能系统的模型;对微电网的系统控制器的控制策略进行了深入研究;对微电网的模式转换以及负荷特性进行了仿真分析。最后基于前述研究结果,研发了一套适用于微电网系统的微电网系统控制器。     

工业型用户侧微电网储能运行方式与微电网的运营模式

在分析工业型用户侧微电网特点的基础上,归纳总结了微电网中的储能容量及功率配置的原则,分析了工业型用户侧微电网投资主体的多样性,在电网投资储能情况下,提出了以促进光伏就地消纳为主、优化调节微电网对外联络功率为辅、兼顾经济效益为能量优化目标的微电网及储能优化运行的原则和优化流程,提出了适合工业型用户侧微电网的运营模式。以实际微电网工程为例,介绍了储能选型的过程,详细计算分析了在所提储能运行方式下储能的收益和各投资主体的分配比例,为工业型用户侧微电网的规模化发展提供了运营模式参考。     

微电网多目标优化运行综述

微电网中的分布式电源随机性很大,易导致微电网调度计划出现偏差或运行经济性变差。因此,微电网运行亟待优化。首先对微电网的主要结构、运行模式以及运行特点进行分析,对于含有多个目标的微电网优化运行数学模型,分别从经济效益、环境效益、安全可靠效益与用户满意度4个方面分析微电网运行优化的目标,并对微电网的约束条件以及约束条件的处理进行梳理,进而对微电网多目标运行优化求解的常用智能算法进行归纳总结,为微电网运行优化提供科学可行的理论指导,具有一定现实意义。     

直流微电网在配电系统中的研究现状与前景

简要介绍了直流微电网的特点,总结了国内外微电网的研究现状。对目前分布式电源建模分析较多地考虑自身特性,而未能从直流微电网角度考虑其与配电系统的相互影响;孤岛划分策略以及负荷建模的研究无法适用于直流微电网的特性和运行机理等现有研究工作的局限性进行了概括。在此基础上,提出含直流微电网的新型配电系统研究中亟需研究的几个问题。最后,结合中国的电力发展现状,对直流微电网在中国的发展潜力进行了探讨。     

微电网在我国电网的应用前景

分析了我国电网建设的现状及美国、欧洲和日本微电网的发展现状,探讨了微电网概念以及微电网的结构,并给出了微电网的经典示意图,展望了微电网对于中国电网发展的重要意义,提出了国内微电网研究的思考和应考虑的一些问题。     

基于分布式电源与电动汽车的微电网能量调度策略

通过调动本地负荷包含电动汽车的储能模块,对分布式电源输出功率进行消纳,为微电网功率的波动提供了可靠的解决方案。针对微电网的能量管理系统提出双层超前调度策略,其中上层维持微电网长期能量平衡,下层通过调动储能以及电动汽车协调充电,实现微电网平滑的交换功率。基于一座典型微电网的运行数据,利用Simulink平台在多种情景下进行仿真,验证了所提出微电网能量管理策略。     

微电网继电保护技术研究综述

针对微电网控制灵活、短路故障电流小、潮流双向流动等新的故障特性,根据微电网保护的已有研究成果,对微电网保护技术进行了综述。结合微电网的结构特征,提出了微电网保护的基本要求,分析归纳了微电网保护的三种可行方案;探讨了微电网的不同隔离策略、不同接地方式、不同运行方式以及潮流特性对微电网保护的影响。总结了微电网继电保护技术在国内外的最新研究成果,并提炼出现阶段微电网保护技术研究中的关键问题和研究现状。最后,对微电网保护的研究方向和发展目标进行了展望,指出结合微电网故障特征与微电网控制功能的集成化保护将是微电网保护技术的主要研究方向,而实现微电网隔离策略的最优化、信息采集的广域化以及保护功能的集成化将是微电网保护的发展目标。     

基于变功率与直流电压组合控制的混合微电网协调控制

当前混合微电网中双向AC/DC变换器主要采用U/f控制,由这种控制策略以及交流子微电网的运行情况确定直流子微电网的输入输出功率,这对直流子微电网产生很大的影响。针对这种问题,将直流子微电网作为一个波动性微电源与负荷,双向AC/DC变换器采用直流电压控制,根据直流子微电网的运行情况,确定双向AC/DC变换器功率的流向与大小。为了更好地保证直流电压控制策略的实现,直流子微电网采用变功率控制策略,由此提出了基于变功率控制与直流电压控制的混合微电网的协调控制策略。最后在Simulink中建立上述控制策略的模型,并进行仿真分析。仿真结果证明:上述控制策略能够实现交直流混合微电网的稳定运行,以及混合微电网的平滑切换。     

考虑安全性与可靠性的微电网电能优化调度

考虑微电网的安全与经济、节能与环保、效率与可靠等诸多因素,同时为消除间歇性发电设备出力、负荷以及系统设备的不确定因素带给微电网的影响,实现微电网的负荷最优分配,在满足系统约束条件下,建立考虑不确定因素下含低估或高估费用的微电网经济调度模型。模型中设置了满足系统安全性与可靠性的电压安全裕度与失负荷率的安全约束指标,同时利用改进的膜计算算法求解该数学模型。实际算例分析了微电网经济性与不同置信水平下安全、可靠约束指标的关系,验证了所提模型的正确性和求解方法的有效性。     

智能微电网技术在公交运营电力储能与分配中的应用

阐述公交运营供配电问题,分析微电网创新优势,介绍微网技术原理以及微电网系统控制。     

微电网联网的购售电优化策略

针对由分布式发电元件组成的微电网,提出了微电网联网的购售电优化模型。通过分析微电网参与到市场中后的运营特性,在考虑微电网代理商角色二重性的基础上,建立了以微电网代理商所获利润最大为目标的优化模型。该模型考虑了微电网运营特性以及微电网中所存在的部分可中断负荷,既含有决策变量也含有优化变量。最后通过算例就微电网代理商以不同角色参与到市场中的购售电量进行优化,同时对微电网孤网运行和并网运行进行对比分析。仿真表明为了追求利益最大化,微电网代理商在售给自身用户和配电网之间的电量存在博弈,结果验证了微电网与主网相联后购售电优化策略的有效性和合理性。     

以微型燃气轮机组为基础的微电网动态特性

随着微电网技术的发展,以微型燃气轮机组为核心的分布式供能系统的重要性日益显现。介绍以国家863计划分布式供能课题为载体基于微型燃气轮机组的微电网的示范工程系统结构以及Capstone C200型燃气轮机组的控制原理。通过一系列的启停、变负荷及甩负荷模式试验,分析以微型燃气轮机组为核心的微电网系统在接入配网后对于电网和对于微电网内负荷的影响情况。研究结果为进一步了解微型燃气轮机组的输出功率特性、微电网的保护设置以及做好微电网的模型仿真等提供了数据支持。     

微电网发展研究

微电网整合了分布式发电的各种优点,为新能源的有效利用提供了平台。说明了微电网的产生背景,指出了传统电网的缺陷以及分布式发电的利弊,引出微电网的概念。在此基础上,介绍了国际上对微电网的具体定义、设计理念以及微电网在国内外的发展现状,介绍了一些具有代表性的微电网示范工程。阐述了微电网的运行特征与控制方法两方面的技术问题,对微电网在我国的发展进行了展望。     

基于多种分布式电源的微电网控制策略与仿真

微电网中的分布式电源与负荷具有分散性,根据分布式电源特点,应采用不同的控制策略设计控制器。为深入研究微电网的运行特性,首先分析了P/Q控制的有功功率和无功功率恒定输出特性及V/f下垂控制策略在孤岛运行时为微电网提供频率和电压参考的特点。之后,提出根据不同的外界环境（如日照、风速及负荷的变化）,利用Matlab/Simulink搭建微电网仿真平台,采用P/Q-V/f控制策略实现在联网运行、孤岛运行以及2种模式之间切换时对微电网的综合控制,并对其运行特性进行仿真分析,结果验证了该控制策略的可行性和正确性。     

含微电网的配电系统可靠性分析

为更好地研究和利用分布式电源,将其和负载作为一个子系统,在配电网的基础上引入微电网;分析微电网的概念、特点及工作方式,并对含微电网的配电系统进行可靠性评估;通过算例分析,验证了微电网的接入有助于改善部分负荷点的停电频率和停电时间指标,以及配电系统的可靠性指标。     

考虑需求响应及电能交互的多微电网优化调度

为了进一步提升多微电网系统的经济运行水平,首先分析了配电网侧微电网的具体结构,包括光伏、燃气轮机、需求响应负荷以及电储能单元,其中需求响应负荷包括可中断负荷、温控负荷;接着构建了考虑需求响应及电能交互的多微电网日前调度优化模型,以多微电网整体的用电成本最低为优化目标,各单元的运行约束与电能交互限制为约束条件;最后以三个微电网的微电网群为算例,验证所构建模型的有效性,其能够有效降低多微电网系统的运行成本。     

交直流混合微电网拓扑与基本控制策略综述

交直流混合微电网综合了交流微电网和直流微电网的优点,是未来智能微电网的可能发展方向之一。从交直流混合微电网典型拓扑分析、控制方式间的切换、互联变流器的控制等三方面对国内外的最新进展进行了介绍,并重点对典型拓扑的组网特点、适用性和优缺点,主从控制、对等控制和分层控制等不同控制方式下交直流微电网间的切换策略,互联变流器的传统控制方法与"网–网"新型控制方法等进行评述,最后给出了未来交直流混合微电网在微电网群之间的互联控制技术、并/离网切换技术以及互联变流器电路结构设计、容量选取和最优控制策略设计等的研究方向。